3.4 生物脱氮除磷.doc

幻灯片13.4 生物脱氮除磷工艺及设备一、生物脱氮工艺及设备二、生物除磷工艺及设备三、生物同步脱氮除磷工艺及设备幻灯片2一、生物脱氮工艺及设备l 污水中氮主要以氨氮(NH3、NH4+)和有机氮(蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物)形式存在，生物脱氮主要是利用一些专性细菌实现氮形式的转化，最终转化为无害气体-氮气。在生物脱氮工艺中，含氮化合物在微生物的作用下相继进行下列反应。l 传统生物脱氮包括好氧硝化和缺氧反硝化两个过程。 幻灯片31.生物脱氮的化学过程l (1) 氮化反应 有机氮化合物，在氨化菌作用下，分解、转化为氨态氮。l (2) 硝化反应 即硝化菌把氨氮转化成硝酸盐的过程，该过程分两步进行，分别利用两类微生物，即亚硝酸盐菌和硝酸盐菌。l (3) 反硝化 即在反硝化菌的作用下将硝酸盐转化成氮气。幻灯片42.生物脱氮过程的环境条件l (1)硝化过程的主要环境条件 l 好氧条件。根据计算，1g氮完成硝化需氧4.57g，要求溶解氧不低于1mg/L。l 有机物。混合液中的有机物含量不应过高，BOD应在1520mg/L以下。l 温度。适宜温度为2030，15以下时硝化速率下降，5时完全停止；l pH值。最佳范围是8.08.4。l 碱度。1g氨态氮(以N计)完全硝化，需碱度(以CaCO3计)7.1g；l 污泥龄。至少为硝化细菌最小世代时间的两倍； 有害物质。有害物质有重金属、高浓度的氨态氮、硝态氮、有机底物以及络合阳离子等。幻灯片52.生物脱氮过程的环境条件l (2)反硝化过程的主要环境条件包括：l 碳源。反硝化菌碳源的来源有污水中的碳源和外加碳源，要求BOD5/TKN35。l pH值。最适宜值是6.57.5。l 溶解氧。反硝化菌是异养兼性厌氧菌，溶解氧应控制在0.5mg/L以下。l 温度。最适宜温度范围是2040。幻灯片63.生物脱氮工艺l (1)三级活性污泥法流程幻灯片7三级活性污泥法流程l 工艺中第一级为一般二级处理的曝气池，主要功能是去除BOD、COD，并使有机氮转化形成氨态氮，完成氮化过程，经过沉淀后，出水的BOD已下降至1520mg/L；第二级硝化曝气池完成硝化过程，为了补充碱度需投加碱；第三级是在缺氧条件下进行的反硝化过程，为补充碳源既可投加甲醇，也可引入原污水。l 该系统的优点是各个过程在各自的反应器内进行，环境条件容易控制、反应速率快且比较彻底；缺点是设备多、造价高、管理复杂。l 在三级生物脱氮系统实践的基础上，可将BOD去除和硝化两个过程在同一反应器内进行，使得脱氮工艺简化成两级生物脱氮系统。幻灯片8(2)缺氧一好氧活性污泥法脱氮系统l 又称A/A法脱氮系统，其特点是将反硝化反应器放置在系统之首，故也称前置反硝化生物脱氮系统，目前采用比较广泛，该工艺可以有分建和合建两种，图为分建式缺氧一好氧活性污泥法脱氮工艺。幻灯片9l 该系统还可以建成合建式装置，将分建式的反硝化、硝化及BOD去除三个过程都在一个反应器内进行，中间隔以挡板，可以由现有的推流式曝气池改造建成。l 系统设计的主要参数为：水力停留时间硝化阶段不低于6h、反硝化2h，便可取得70%80%的脱氮效果；内循环比一般不宜低于200 %，对于活性污泥系统可达600%；MLSS一般在3000mg/L以上，污泥龄30d以上；N/MLSS负荷应低于0.03gN/(gMLSSd)；进水总氮浓度小于30mg/L。l 该系统的特点是流程比较简单、装置少、无需外加碳源，缺点是处理水中含有一定量的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，会发生反硝化反应，使污泥上浮、处理水水质恶化。幻灯片10二、生物除磷工艺及设备l 生物除磷是利用聚磷菌具有在好氧条件下过剩摄取H3PO4，在厌氧条件下释放H3PO4的功能。形成高磷污泥，排出系统外，达到除磷的效果。l 污水生物除磷借助于某些细菌种属能大量吸收磷的特性,经过厌氧、好氧过程使其吸磷特性得到加强。细菌大量吸收磷后随剩余污泥一同排出,从而达到生物除磷的目的。 幻灯片111.Phostrip工艺 (旁路除磷)l 工艺流程如图所示。其优点是将生物除磷与化学除磷结合在一起处理含磷量低于1mg/L的污水，产生的污泥含磷量高，可用作肥料；缺点是工艺流程复杂、运行管理复杂、投加石灰乳使得运行费用提高。幻灯片122. 厌氧-好氧除磷工艺l 工艺流程如图所示，也称A/O法；其特点是工艺简单、不需投药和内循环，厌氧反应器能保持良好的厌氧(缺氧)条件。主要设计参数为：水力停留时间36h；曝气池内MLSS为27003000mg/L。处理效果为：BOD去除率大致与一般的活性污泥系统相同，除磷效果好(去除率76%左右)，出水中含磷量小于1.0mg/L；沉淀污泥含磷率约4%、肥效好；混合液SVI值不大于100，易沉淀，不膨胀。幻灯片13三、生物同步脱氮除磷工艺及设备l 1.传统活性污泥工艺(1)A2/O工艺 本工艺是对A/O法工艺的改进，为硝化反应提供一个缺氧区(停留时间1h)，工艺流程如图所示。幻灯片14l 工艺的主要优点为l 工艺简单，总水力停留时间少于同类工艺；l 厌氧、缺氧、好氧交替运行，丝状菌不宜繁殖，基本不存在污泥膨胀；l 不需要外加碳源，只需在厌氧和缺氧段进行缓慢搅拌，运行费用低。l 工艺的主要缺点l 由于混合液循环流量不宜高于200%，脱氮效果不能满足较高的要求；l 由于受污泥增长的限制，除磷效果较难提高； 沉淀池的设计有特殊要求，含磷污泥停留时间不能太少。幻灯片15(2)Phoredox工艺l 该工艺有五段单元组成，工艺流程如图所示。l 在五段单元中厌氧、缺氧和好氧用于除磷、脱氮和碳氧化，第二段缺氧主要用于进一步的反硝化，该工艺的污泥龄1040d(比A2/O工艺长)。幻灯片